JPS591833A - 振動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、振動体に生ずる振動を、振動体に設けた可
動質量の運動によって制御する振動制御装置に関するも
のであ乙。

一般に振動体に生ずる振動を防止するのに、マスダンパ
ーが用いられていた。このマスタンパ−は、第１図に示
すごとく、質量ＭＳの振動体（１）にバネ定数Ｋｄを有
するバネ（２）と、アクチュエータ（３）ヲ介して質量
Ｍ（ｉの可動質量（４）が可動自在に取付けられている
。この可動質量（４）は、振動体（１）の振動速度に比
例した逆向きの制御力を制御器（図示せず）の指示によ
ってアクチュエータ（３）から与えられ、振動体（１）
の振動を止める向きに動いて。

振動体（１１の振動を減衰させている。この時の運動方
程式は次のようになる。

Ｍ日ｘＢ　＋Ｏｓ　ｘＢ　＋Ｎａ　ｘＢ　＋Ｎａ　（ｘ
Ｂ　−ｘ（１）　＝Ｆｅｚ−Ｆｃ　　（１１ Ｍｄｘｄ＋Ｋ（１（ｘ（１−Ｘｓ）　＝ＦＣ（２＋ここ
に、　　Ｘ（３は振動体（１）の変位ｔｏｓｔ’ｉ振動
体（１）の減衰定数、　ＸＳは振動体（１）のバネ定数
、　　Ｘｄは可動質量（４）の変位、　Ｉ’ｅｘは外方
、　　ＦＣは制御力である。

上記のように従来の振動制御装置は、振動体（１）の振
動速度くｅに比例した制御力Ｆｃ　：　ｃｍ、。

（ｃｍｈゲイン定数）をアクチュエータ（３１Ｋ発生さ
せ、可動質量（４）を振動体（１）の振動を止める向き
に動かし振動を減衰させている。

この振動制御装置においては、可動質量（４）の質量Ｍ
ｃｌと、バネ（２）のバネ定数Ｋｄから決まる共振重要
な要素であり、適当な値に選ぶことができなされる。

振動体（１１が、建物のような水平振動の場合は。

従来の振動制御装置においても、可動質量（４）の運動
方向は９重力の影響を受けない水平方向であるので、バ
ネ（２）は、可動質量（４）の自重をささえる必要がな
く、自由なバネ定数ｘ６を選ぶことができる。しかしな
がら、振動体（１）が、高架道路等にあられれる垂直振
動（重力方向の振動）の場合は。

可動質量＋４１　Ｖｉ、重力方向にバネ（２）を介して
動くように取付ける必要がある。従って、垂直振動の場
合は、バネ（２）は可動質量（４）の自重をささえ、か
つ共振周波数ωｄから決定されるバネ定数Ｋｄ　ｉもた
なければならないＣとになり、このようなバネ（２１１
に製作することは可動質量（４）の自重によるバネ（２
）の弾性限界、必要ストローク等からかなり困難となる
場合が多かった０ この発明は、上記の欠点を除くもので、垂直振動におい
て、可動質量（４）の自重をささえる力を。

上記バネ（２）でなく、アクチュエータ（３）で発生さ
せることにより、バネ（２）のバネ定数を任意に選択で
きるようにした振動制御装置を提供するものである。

以下図面に従って、この発明の一実施例を説明する○ 第２図は、この発明の振動制御装置全油す図であ５　、
　＋３１μ高架道路等、垂直方向（重力方向）に振動す
る振動体（１１Ｋ固定されたアクチュエータで可動コア
（５）と固定コア（６）とより成り、この可動コア（５
）の先端には、可動質１（４１が固定されている０この
可動質量（４）はバネ（２）によって振動体（１）と連
結しており、可動コア（５）の往復動に従って垂直に往
復動するようになっている。

（７）Ｖｉ、振動体＋１１の振動を検出する加速度計、
（８）は上記加速度信号を受けて増幅し、アクチュエー
タ（３１Ｋ指令を出す制御器である。

第３図は、制御器（８）の構成例を示したもので。

（８りは加速度１１ｆｆｌの加速度信号を速度信号に変
換する積分器、　（８２）は、上記積分器（８１）の信
号と。

可動質量（４）の自重を打ち消す力をアクチュエータ（
３１ＶＣ発生させるための直流オフセット信号を加算す
る加算器、　、（８３）はアクチュエータ（３）を駆動
する電力増幅器である。

一般に、アクチュエータ（３）は９通常リニアモータ等
で代表されるが、アクチュエータ（３）の駆動電流とア
クチュエータ（３）の制御力は比例することとなり、こ
こでいう直流オフセット信号は、可動質量（４）や自重
Ｍｃｌ−ｇ（ｇは重力加速度）と等しい力をアクチュエ
ータ（３）で重力方向と反対に加えるための直流電圧等
の電気信号である。

以上のような構成からなるこの発明の振動制御装置は、
振動体（ＩＩＫ外力が加わり、振動を起こすと、加速度
側（７）により検出された振動体ｊｌ）の振動加速度は
、積分器（８１）、加算器（８２）および電力増幅器（
８３）’に経由して、アクチュエータ（３）に送られる
。アクチュエータ（３）においては、可動質量（４）と
振動体（１）との間に振動速度に比例した制御力を発生
し、可動質量（４）ヲ振動体（１）の振動を止める向き
に振動させるため、振動体（１）の振動は減衰するとと
もに、アクチュエータ（３）に可動質量（４）の自重を
打ち消す一定な力を与えて、可動質量（４）の運動中立
点を定めることにより、可動質量（４）の運動範囲が大
きくなり、安定な振動制御が可能となる。

以上、この発明によれば、垂直振動において。

アクチュエータ（３）の制御力として、振動体（１）の
振動速度に比例した制御力に、可動質量（４）の自重を
打消す力を重畳させることにより、可動質量（４）の自
重をバネ（２）でささえる必９がなく、従って、バネ（
２）のバネ定数は可動質量（４）の自重に関係なく任任
意に決められる安定な振動制御装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一般のマスダンパーの振動モデル図。 第２図は、この発明による実施例を示す図、第３図は第
２図に示した制御器の構成図である。図中（ＩＩＶ：を
振動体、（３１ｉｊアクチユエータ、（４）は可動質量
。 （７）は加速度計、（８）は制御器、　（８１）は積分
器、　（８２）は加算器、　（８３）は電力増幅器であ
る。 なお９図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人葛野信−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外力を受けて垂直振動する振動体の振動を検出する検出
   手段と、上記振動体に固定され、可動質量を垂直往復動
   させるアクチュエータと、上記振動体の振動量に比例し
   た制御力と、上記可動質量を自重に抗して中立点に保持
   する保持力とを加算して出力出来るよう上記アクチュエ
   ータに指令を出す制御器とを備えたことを特徴とする振
   動制御装置。